Analyse van de hele industrieketen van EVA/POE

Voorwoord

In de afgelopen jaren is, mede door de snelle ontwikkeling van de fotovoltaïsche industrie, de vraag naar grondstoffen voor fotovoltaïsche filmdeeltjes (EVA/POE) snel toegenomen. Ook de vraag naar china plastic extrusiemachines neemt toe. Volgens statistieken is bijna alle wereldwijde productiecapaciteit voor films geconcentreerd in China. Tegelijkertijd zijn EVA en POE de kernverpakkingsmaterialen, en is China nog steeds sterk afhankelijk van import. In 2021 zal de importafhankelijkheid van mijn land voor EVA nog steeds meer dan 50% bedragen, en zullen buitenlandse fabrikanten POE monopoliseren. De snelle uitbreiding van de downstream-vraag en het lage binnenlandse productiepercentage hebben een brede marktruimte geboden voor de ontwikkeling van EVA- en POE-materialen.

Soorten fotovoltaïsche films en vergelijking

De Chinese fotovoltaïsche industrie is vroeg begonnen, heeft een hoge ontwikkelingsgraad en beschikt over een hoge productiecapaciteit op vele schakels van de industriële keten. Ze is uitgegroeid tot promotor en leider van de ontwikkeling van de wereldwijde fotovoltaïsche industrie, met name de fotovoltaïsche filmindustrie. Na de herstructurering van de industrie zijn buitenlandse ondernemingen uit de markt getreden. Volgens de jaarlijkse gegevens van Foster bedraagt de productiekosten van fotovoltaïsche films van ondernemingen ongeveer 90% van de kosten van directe grondstoffen.

EVA/POE, de grondstof voor de china plastic extrusiemachine, is ook de kerngrondstof voor fotovoltaïsche films, en de mate van lokalizatie is laag. Per 2021 zal de Chinese productiecapaciteit van EVA in totaal 1,772 miljoen ton bedragen, goed voor 27% van de wereldwijde totale capaciteit; terwijl de wereldwijde productiecapaciteit van POE/POP meer dan 1 miljoen ton bedraagt vanwege het polymerisatieproces, metalloceencatalysatoren, α-olefinen en andere schakels. Er zijn hoge technische barrières; de productiecapaciteit van POE is voornamelijk geconcentreerd in handen van Dow, Mitsui, LG en andere bedrijven, en China heeft nog geen grootschalige industriële toepassing van POE gerealiseerd.

Er zijn vier belangrijke soorten fotovoltaïsche films in de china plastic extrusiemachine markt: transparante EVA-film, witte EVA-film, POE-film en co-extrudeerde EPE-film. Transparante EVA-film is door haar prijsvoordeel en verwerkingsprestaties de meest gebruikte verpakkingsmaterialen geworden op de huidige markt, goed voor ongeveer 52% van de markt; witte EVA-film bevat een bepaalde hoeveelheid titaniumdioxide en andere witte vulstoffen die aan het EVA-hars worden toegevoegd om het secundaire licht te verbeteren. De reflectiviteit wordt voornamelijk gebruikt voor de achterzijde van single-glass en double-glass modules. Wanneer witte EVA wordt gebruikt in plaats van transparante EVA, kan de vermogenswinst van double-glass modules 7-10 W bereiken, en de vermogenswinst van single-glass modules 1-3 W.

China plastic extrusiemachine, POE-film is de meest gebruikte verpakkingsgrondstof voor double-glass modules vanwege zijn unieke anti-PID-prestaties, hoge weerstand en moeilijke hydrolyse; het co-extrusieproces maakt EPE-film van EVA en POE-harsextrusie; het combineert zowel de uitstekende verwerkingsprestaties van EVA als de goede anti-PID-prestaties en waterdampbestendigheid van POE. Volgens de prognose van CPIA zal het marktaandeel van transparante EVA en witte EVA-film de komende jaren dalen, en zal het marktaandeel van EPE-film aanzienlijk toenemen. Ook de vraag naar china plastic extrusiemachines zal aanzienlijk toenemen.

Huidige situatie en vooruitzichten van de EVA-markt

EVA bevindt zich in de middelste en lagere schakels van de chemische industriële keten, en de directe grondstoffen zijn ethyleen en vinylacetaat. Met de snelle uitbreiding van de productiecapaciteit van EVA is de vraag naar ethyleen-gebaseerd vinylacetaat aanzienlijk gestegen. Daarentegen is ethyleen-gebaseerd vinylacetaat de afgelopen vijf jaar niet effectief uitgebreid. Het contrast tussen vraag en aanbod is steeds prominenter geworden.

EVA van de china plastic extrusiemachine kent vier productieprocessen: oplossingspolymerisatie, emulsiepolymerisatie, suspensiepolymerisatie en hoge druk bulk continue polymerisatie. De huidige industriële productie is een hoge druk bulk continue polymerisatiemethode, die kan worden onderverdeeld in een buis- of ketelmethode. De buistechnologie van Basel en de autoclaaftechnologie van ExxonMobil zijn momenteel de meest gangbare methoden voor de productie van fotovoltaïsche materialen. De buismethode van Basel is uitgerust met een pulsventiel, dat de binnenwand van de reactor tijdens het reactieproces kan spoelen, polymeerhechting kan verminderen en kristalliniteit kan reduceren. De vorming van stippen kan duurzaam en in hoge proporties fotovoltaïsche materialen produceren. De ketelmethode is niet uitgerust met een pulsventiel. Onder ultra-hoge drukoplossing lost EVA op in ethyleen en VA en precipiteert op de buiswand wanneer het wordt afgekoeld, wat leidt tot vastkleven aan de wand. De ketelmethode vereist frequente reiniging van de reactor bij de productie van fotovoltaïsche materialen, en het aandeel fotovoltaïsche materialen is relatief laag.

China plastic extrusiemachine Volgens het VA-gehalte kan EVA worden onderverdeeld in drie categorieën: EVA-hars (VA-gehalte van 51%-40%), EVA-elastomeer (VA-gehalte van 40%-70%) en EVA-emulsie (VA-gehalte van 70%-95%), waarvan hieronder allemaal EVA-harsen worden besproken.

Volgens IHS-statistieken zal de wereldwijde productiecapaciteit van EVA in 2021 6,5 miljoen ton bedragen, en zullen de drie regio's Noordoost-Azië, Noord-Amerika en West-Europa 88% van de capaciteit vertegenwoordigen. Zuid-Korea 1,18 miljoen ton (28% van de capaciteit), Japan 640.000 ton (10% van de capaciteit), China Taiwan 510.000 ton (8% van de capaciteit)

Van 2017 tot 2020 was de groei van de wereldwijde EVA-productiecapaciteit relatief traag. In 2021, gedreven door carbon peak en carbon neutraliteit, is de wereldwijde fotovoltaïsche industrie een nieuwe ontwikkelingsfase ingegaan, en heeft EVA ook nieuwe ontwikkelingskansen gekregen. In 2021 bereikte de wereldwijde nieuwe EVA-productiecapaciteit 1,1 miljoen ton, waarvan China’s nieuwe capaciteit 800.000 ton en Zuid-Korea’s 300.000 ton is. De komende jaren zal de wereldwijde nieuwe productiecapaciteit nog steeds vooral geconcentreerd zijn bij Chinese fabrikanten. Volgens onze schattingen zal de wereldwijde nieuwe EVA-productiecapaciteit van 2022 tot 2024 naar verwachting 1,08 miljoen ton bereiken, met een gemiddelde jaarlijkse groei van 5,3%.

De EVA-productiecapaciteit van de china plastic extrusiemachine is voornamelijk verspreid over de kust- en binnenlandse kolenchemische bases. De EVA-productiecapaciteit in Oost-China bedraagt maar liefst 66%, terwijl die in Noord-China en Noordwest-China respectievelijk 17% en 17% bedraagt. Land neemt 90% van de totale binnenlandse consumptie voor zijn rekening, en het verschil tussen beide gebieden is opvallend. Vanwege de snelle uitbreiding van film- en kabelbedrijven in Oost-China neemt het verbruik van fotovoltaïsche materialen en kabelmaterialen een hoger aandeel in. Op het gebied van materialen is het voornamelijk het verbruik van schuim en hotmeltlijm.

In de afgelopen jaren, met de grootschalige raffinage en de ontwikkeling van koolstof-naar-olefinen, zijn particuliere ondernemingen één na het ander het EVA-spel binnengegaan, en is het aanbod diverser geworden. Er is een driedelige situatie ontstaan van staats-, joint-venture- en particuliere ondernemingen.

Op dit moment kunnen slechts drie bedrijven in China transparante EVA van fotovoltaïsche kwaliteit produceren. Van 2021 tot 2022 zullen er weliswaar veel apparatuursets in productie worden gebracht, maar er is geen effectieve toename van fotovoltaïsche materialen geweest, en de huidige aanbodzijde blijft beperkt. Met Sailbond, Lianhong, Formosa Plastics en overzeese bronnen als voornaamste leveranciers zijn de huidige apparatuursets die fotovoltaïsche materialen kunnen produceren allemaal volledig in productie, en de ombouw van andere apparatuur naar fotovoltaïsche materialen is complex en de viscositeit is hoog. Langdurige productie zal pijpleidingen blokkeren, en oude apparatuur zal worden omgezet naar productie. Fotovoltaïsche materialen moeten regelmatig worden gestopt om de pijpleiding te reinigen. Wat nieuwe productiecapaciteit betreft: Sinochem Quanzhou, Yangzi Petrochemical en Yanchang Yulin hebben nog geen fotovoltaïsche materialen geproduceerd; in 2022 zal de toename van fotovoltaïsche materialen voornamelijk afkomstig zijn van Zhejiang Petrochemical en LG-fabrieken. Dushanzi zal onlangs 200.000 ton EVA overdragen, en wordt naar verwachting in september 2022 in gebruik genomen.

Op lange termijn heeft China EVA nog steeds een groot aantal nieuwe productiecapaciteitsplannen, maar als het fotovoltaïsche materialen produceert, heeft het nog steeds een lange productieperiode nodig: de bouwperiode van het project duurt ongeveer drie jaar; na de productie zal het 0,5-1 jaar duren om eerst LDPE te produceren en daarna over te schakelen naar EVA-productie; nadat gekwalificeerde producten stabiel worden geproduceerd, hebben downstreamfoliefabrikanten 3-6 maanden nodig voor proefproductie. De hele projectcyclus duurt ongeveer vier jaar, en niet alle fotovoltaïsche materialen kunnen worden geproduceerd. De bovengrens van de opbrengst van buisvormige fotovoltaïsche materialen is 80%-100 %, de bovengrens van fotovoltaïsche materialen met de covermethode is 10%-30%.

De interregionale handel in EVA-producten is niet actief en is voornamelijk gebaseerd op circulatie binnen regio's. Noordoost-Azië is het belangrijkste handelscentrum ter wereld en er zijn vele handelsuitwisselingen met significante regio's. In 2018 bedroeg de totale mondiale interregionale handelsvolume 850.000 ton. Noord-Amerika, Noordoost-Azië en West-Europa zijn de netto-exportgebieden van EVA, waarvan de Verenigde Staten een netto-exportvolume van 90.000 ton hebben, Noordoost-Azië een netto-exportvolume van 88.000 ton en West-Europa een netto-exportvolume van 90.000 ton. Belangrijke importeurs van EVA. Noordoost-Azië kent een actieve handel, en China is de grootste importeur ter wereld. Op dit moment is de productiecapaciteit van EVA in China onvoldoende en is het sterk afhankelijk van import. In de afgelopen vijf jaar is de importafhankelijkheid gehandhaafd boven de 50%. In 2021 zal de Chinese EVA-import 1.116.700 ton bereiken; deze drie plaatsen vertegenwoordigen 70% van de Chinese import.

Dankzij de snelle ontwikkeling van de fotovoltaïsche en andere industrieën is het verbruik van EVA in China snel gegroeid. In 2021 zal het verbruik van EVA in China 2,053 miljoen ton bereiken, met een samengestelde groeisnelheid van 9,52% in de afgelopen vijf jaar. EVA wordt breed gebruikt, vooral in fotovoltaïsche toepassingen, textiel schoenmaterialen, elektrische en andere sectoren; de consumptiestructuur aan de downstreamkant: fotovoltaïsche materialen 37%, schuimmaterialen 28%, kabelmaterialen 17%, smeltlijm 7%, coatings 7%, landbouwfolie 1%. Als grootste consument aan de downstreamkant zullen fotovoltaïsche materialen naar verwachting in de toekomst blijven uitbreiden.

Volgens de prognose van CPIA over de wereldwijde fotovoltaïsche installatiecapaciteit, gecombineerd met de veranderende trend van het aandeel foliematerialen, wordt de toekomstige vraag naar EVA berekend. In het gemiddelde scenario:

1. Vanuit het perspectief van installatiecapaciteitsgegevens zal de groeisnelheid van wereldwijde fotovoltaïsche installaties pieken in 2021-2023 en daarna zal de groeisnelheid relatief dalen.

2. Onder gemiddelde omstandigheden zal de toename van de vraag naar EVA-hars 240.000 ton (2021), 210.000 ton (2022), 150.000 ton (2023) en 100.000 ton (2024) bereiken. Wat de productiecapaciteit van fotovoltaïsche materialen betreft, zullen fotovoltaïsche materialen in 2022 nog steeds schaars zijn, en de expansie zal naar verwachting doorgaan.

3. Met de versnelling van de binnenlandse EVA-productie zal de zelfvoorzieningsgraad van EVA geleidelijk toenemen, maar het zal nog steeds een hoge mate van importafhankelijkheid behouden.

Huidige situatie en vooruitzichten van de POE-markt Huidige situatie en vooruitzichten van de POE-markt

Het grondstof POE van de Chinese kunststofextrusiemachine, polyolefin elastomeer, is een soort polyolefin materiaal dat copolymeriseert uit ethyleen en propyleen of andere α-olefinen (zoals 1-butene, 1-hexene, 1-octene, etc.). In vergelijking met polyolefine-kunststoffen is het gehalte aan comonomeren in de moleculaire keten hoger en de dichtheid lager. Polyolefin elastomeren omvatten voornamelijk ethyleen-propyleen-copolymere en ethyleen/α-olefin-copolymere, waarbij ethyleen-propyleen-copolymeer-elastomeren twee soorten ethyleen-propyleen-rubber (EPM) en ethyleen-propyleen-propyleen-rubber (EPDM) omvatten. Ethyleen/α-olefin-copolymeer-elastomeren omvatten voornamelijk ethyleen/α-olefin willekeurige copolymeer (POE) en ethyleen/α-olefin blokcopolymeren (OBC).

Vanwege zijn unieke moleculaire structuur heeft POE goede reologische eigenschappen, mechanische eigenschappen, anti-ultraviolet-eigenschappen, goede taaiheid bij lage temperaturen en een goede affiniteit met polyolefinen. Het wordt veel gebruikt in de sectoren modificatie en folieproductie.

Vanuit het perspectief van eindtoepassingen wordt de Chinese markt gedomineerd door de auto-industrie, met een verbruik van 68%, polymeremodificatie van 19%, draad en kabel van 9% en andere sectoren rond 4%. Mijn land is afhankelijk van import voor POE, en de consumentenmarkt moet nog worden ontwikkeld, wat in de toekomst sommige rubberen en kunststoffen kan vervangen.

Buitenlandse bedrijven monopoliseren de wereldwijde POE-productiecapaciteit, en China heeft nog geen industriële toepassing bereikt. De totale wereldwijde POE/POP-productiecapaciteit overschrijdt 1 miljoen ton per jaar; Dow Dow is de leider op het gebied van POE en zijn productiecapaciteit neemt het hoogste aandeel in; er zijn meer dan 20 soorten gradaties; de smeltindex is breed verdeeld, 1-30g/10min; sterke ontwikkelingscapaciteit en uitstekende productkwaliteit. Exxon is het eerste bedrijf ter wereld dat de industriële productie van POE realiseert, met een productiecapaciteit van 170.000 ton per jaar. Daarnaast hebben Mitsui, LG, SK en andere bedrijven ook hun katalysatorsystemen ontwikkeld, waardoor ze een plaats hebben ingenomen in de POE-markt en de zeer geconcentreerde POE-industrie.

Op dit moment hebben verschillende binnenlandse bedrijven de POE-technologie aangepakt. Onder hen heeft Wanhua Chemical de snelste vooruitgang geboekt en de pilot-test voltooid. Naar verwachting zal de 200.000-ton POE-fabriek in 2024 in bedrijf worden gesteld. Bovendien hebben Maoming Petrochemical, Sierbang, Satellite Petrochemical en Huizhou All engineeringprojecten plannen gemaakt voor POE of bevinden zich al in de pilotfase, en het lokaliseringsproces van POE zal naar verwachting versnellen.

Vergelijking tussen EVA en POE prestaties

In de fotovoltaïsche sector hebben EVA en POE hun voor- en nadelen. EVA is goedkoop, gemakkelijk te verwerken, bestand tegen opslag, snel in cross-linking en heeft een goede hechting met glas en achterpanelen; de voordelen van POE zitten voornamelijk in goede materiaaleigenschappen en anti-PID-prestaties. Uitstekende weerstand, hoge waterdampbarrière, bestand tegen lage temperaturen en vergeelingsbestendigheid.

Het belangrijkste nadeel van EVA is dat vinylacetaat gemakkelijk gehydrolyseerd wordt in licht-, zuurstof- en vochtige en warme omgevingen, acetaat produceert, wat het oppervlak van de cel, het bandje, enz. aantast, en ook reageert met Na in het glas, wat grote hoeveelheden vrij beweegbare Na-ionen kan genereren. Deze Na-ionen veroorzaken vermogensverzwakking; tegelijkertijd is EVA gevoelig voor vergeelingsreacties in licht en warmte, wat de lichtdoorlatendheid beïnvloedt en de algemene vermogensverlies van de module veroorzaakt.

Het nadeel van POE is: dat POE een lage polariteit heeft, en het polaire hulpoplosmiddel neerslaat op het oppervlak van de film tijdens de verwerking ervan, wat resulteert in een glad oppervlak en gemakkelijke verschuiving; de verwerkingsmoeilijkheid is te groot, en de filmrand hangt gemakkelijk door; de totale prijs van POE-deeltjes is hoger dan die van EVA. Dure. Men gaat er over het algemeen van uit dat in de komende jaren de toepassingsratio van POE-deeltjes in filmdelen zal toenemen, voornamelijk vanwege de volgende factoren:

1. N-type cel: de huidige foto-elektrische omzettingsefficiëntie van P-type cellen benadert de bovengrens van 24,5%, terwijl de bovengrens voor N-type cellen hoger ligt; het gedoteerde boron-zuurstofcomplex in de siliciumwafel van de P-type cel zorgt ervoor dat de potentiaalverslechtering versnelt, terwijl N-type batterijen met schaalgedoping een goede anti-verblekingseigenschap hebben. Het PID-effect van de N-type batterij is gevoeliger voor het lichtopvangoppervlak, en een N-type module met significante PID-verzwakking kan ook onomkeerbare schade veroorzaken na herstel van het licht. Daarom kan het kiezen voor POE-film voor verpakking de algehele waterdampdoorlaatbaarheid van de module verminderen en de levensduur van de module verlengen. Daarom kan de promotie van N-type batterijen de hoeveelheid POE vergroten.

2. Grootschalige batterijvermogen: In de afgelopen jaren is het vermogen van verschillende soorten batterijcomponenten aanzienlijk verbeterd, de warmteontwikkeling is toegenomen, en de temperatuur zal een grotere invloed hebben op de elektrische eigenschappen van de batterij, zoals piekvermogen en open-circuitspanning. De eisen aan de elektrische prestaties zullen hoger zijn.

3. Verdunning van afdekglas en toename van dubbelglascomponenten: Volgens CPIA-gegevens zijn de huidige glasdiktes voornamelijk <2,5 mm, 2,8 mm en 3,2 mm; waarvan het marktaandeel van afdekglas met een dikte van minder dan 2,5 mm 32% bedraagt. Naar verwachting zal dit aandeel tegen 2025 toenemen tot ongeveer 50%. De verdunning van glas zal de prestatievereisten van verpakkingsmaterialen verhogen, en POE beschikt over een goede mechanische sterkte en taaiheid.

EPE-film kan de voordelen van EVA en POE combineren en is een belangrijke toekomstige ontwikkelingsrichting van de film. Bovendien hebben de uitstekende materiaaleigenschappen van POE een enorme toepassingspotentieel in auto's, draden, kabels, machines, schoenzolen, smeltlijmen, enz. Met de versnelde Chinese vorming zal POE een nog groter marktpotentieel ontwikkelen.